綠色計算引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展趨勢

在數據經(jīng)濟的驅動(dòng)之下，數據中心早已成為經(jīng)濟基礎建設中重要的一環(huán)。 隨著(zhù) 5G 網(wǎng)絡(luò )及物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，數據使用量持續攀升，數據中心所扮演的角色也愈發(fā)重要。

然而，至今全球只有 12％ 的數據中心稱(chēng)得上環(huán)保。 這現象也不禁讓人思考，以可持續的思維設計數據中心，不僅可以減少電子廢棄物和耗能，保護環(huán)境，還可以為數據中心運營(yíng)者節省數百萬(wàn)美元成本。

當數據中心耗能持續攀升

全球氣候變遷劇烈，數據中心耗能持續攀升，綠色數據中心的數量和其節能成效值得關(guān)注：市調機構 IDC調查指出2012年只有50萬(wàn)座處理全球數據流量的數據中心，但今日則有超過(guò)800萬(wàn)座。

全球數百萬(wàn)個(gè)數據中心每年會(huì )淘汰上公噸的硬件，并消耗多至整個(gè)國家的用電量，約占全球耗能的1-1.5％，這也制造了與疫情爆發(fā)前全球航空業(yè)相當的碳排放量。 科技進(jìn)步雖難以預測，但有幾種評估模型認為，如果沒(méi)有進(jìn)一步的行動(dòng)，2030年數據中心的能源用量將占全球電力供應的10％以上。這些耗能的持續增加還可能進(jìn)一步影響氣體排放量和產(chǎn)生的電子廢棄物量，研究人員目前更預測這些數字將每四年持續翻倍增長(cháng)。

這些都為我們環(huán)境的未來(lái)帶來(lái)了挑戰。幸運的是，越來(lái)越多有遠見(jiàn)的企業(yè)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導者正在以創(chuàng )新的方式試著(zhù)解決這個(gè)問(wèn)題，但仍有許多提升數據中心效率的可能性被忽略了。根據一項 2019 年綠色數據中心調查顯示，只有 50% 的數據中心將轉型成環(huán)保數據中心訂為目標，而只有12％的數據中心在最初設計時(shí)以實(shí)現最佳能源效率為目標。盡管堅持使用舊設備可能使數據中心每年平均多花費高達 500,000 美元，許多受訪(fǎng)者表示目前仍將現有設備用于更多用途，延長(cháng)舊換新的周期。但舊設備的效率也因前期設計技術(shù)而受限，因此采用新技術(shù)的企業(yè)將更具競爭力、更環(huán)保。

嘗試綠色創(chuàng )新

理解問(wèn)題后，下一步是尋找解決方案。 數據中心并非必然會(huì )對我們的環(huán)境造成負面影響，且有以下幾種方法可以嘗試。根據美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）估計，如果美國 80％ 的服務(wù)器都在超大規模數據中心以最佳效率運行，將可節省 25％ 的耗能。

對于無(wú)法轉移到超大規模數據中心的運營(yíng)商，市場(chǎng)上也專(zhuān)門(mén)為數據中心推出了一套資源優(yōu)化的新型系統。 過(guò)去幾年，為使資源使用和效率最大化，同時(shí)減少能源消耗，企業(yè)已逐漸開(kāi)發(fā)許多全新服務(wù)器技術(shù)和信息中心架構，其中涉及散熱、設計以及硬件使用壽命等多個(gè)方面。

更有效地運用能源

提升散熱技術(shù)

整體而言，「提升能源使用效率」是關(guān)鍵。 綠色數據中心不僅可降低運營(yíng)成本，還可以同時(shí)降低對環(huán)境的影響。

數據中心大部分的能耗是用于降低服務(wù)器運轉產(chǎn)生的上升溫度。 數據中心的平均溫度依設備而定，一般介于23°C–24°C。但 Supermicro 的綠色數據中心調查顯示，超過(guò)30％的數據中心出風(fēng)口的溫度高于25°C，甚至有些高達29°C。 隨著(zhù)數據量的增加，數據中心的平均溫度也有上升的趨勢。

因此，研發(fā)更好的散熱技術(shù)至關(guān)重要。一個(gè)常見(jiàn)的解決方案是將數據中心設置在氣候寒冷的地點(diǎn)，并通過(guò)自然通風(fēng)降溫，利用外部空氣幫助服務(wù)器散熱，減少機房所需的空調設備。機房?jì)鹊臏囟让咳菰S提高0.56°C，即可節省用于降溫的空調設備用電量的4％至5％，從而為綠色數據中心節省大量能源。從每機柜的年平均運營(yíng)成本來(lái)看，可節省6,314至14,996美元 （依照數據中心產(chǎn)生廢熱的程度大小而定）。

另一種方法是讓較少量的服務(wù)器維持運轉：Facebook 在 2014 年發(fā)明了一個(gè)名為 Autoscale 的系統，減少離峰時(shí)段服務(wù)器運行的數量，進(jìn)而節省了大約10％至15％的用電量。 Google 則通過(guò) AI 計算天氣和服務(wù)器運轉條件來(lái)優(yōu)化其內部散熱系統，將散熱所需的用電量減少近 40％。

不過(guò)，IT 產(chǎn)業(yè)另一個(gè)趨勢是讓服務(wù)器系統能在更高溫的環(huán)境下運行而不影響其穩定度。液冷/浸泡式散熱設計，或是改采寬溫式CPU、關(guān)鍵零組件及散熱功能更佳的機殼材質(zhì)，可以大幅減少如風(fēng)扇等散熱裝置，自然也減少了用電量。

提升機柜的功率密度

除散熱技術(shù)外，還須同時(shí)考慮散熱裝置的設備數量。若能在越小的空間容納越多臺服務(wù)器，數據中心就越能達到優(yōu)異的能源使用效率。數據中心的使用空間變少，從而降低了該區域降溫的成本。采用多節點(diǎn)和刀鋒服務(wù)器系統這種采用共享風(fēng)扇及電源供應器的設計，來(lái)取代使用個(gè)別電源供應器的機架式服務(wù)器，也能提升10-20 %的電源使用效率。

縮短系統更新周期 減少電子廢棄物

提升硬件設備的能源使用效率則是另一個(gè)重點(diǎn)。根據華爾街日報報導，數據中心每年產(chǎn)生高達兩百萬(wàn)噸的電子廢棄物。

除此之外，隨著(zhù)科技迅猛發(fā)展，傳統數據中心系統無(wú)論是電力或效能都已無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求。因此，數據中心必須隨時(shí)更新科技，但同時(shí)也須減少廢棄物的產(chǎn)出。大多數的數據中心至少要四年才會(huì )更新一次硬件，這對于科技業(yè)來(lái)說(shuō)其實(shí)相當漫長(cháng)。但若采用模塊式的服務(wù)器，就能夠同時(shí)縮短更新周期及減少環(huán)境負荷。模塊式服務(wù)器提供一個(gè)模塊化且可持續的架構，能針對部分系統進(jìn)行優(yōu)化。內存及CPU各自獨立成為可升級的子系統，從而能提升整體系統更新頻率。舉例來(lái)說(shuō)，如果我們只需要換一盞燈泡就能夠解決問(wèn)題，就無(wú)需換掉整個(gè)燈座。我們不必換掉整臺服務(wù)器，就能同時(shí)提升效能并降低耗能、減少廢棄物及更新系統的整體成本。換算成數字來(lái)看，一組模塊式服務(wù)器就能夠省下約45%到60%的硬件更新成本及高達60%的空調成本。

企業(yè)應及早具備綠色意識

最后，最重要的就是對綠色意識的教育。我們必須幫助企業(yè)理解，不論是對企業(yè)本身或環(huán)境而言，提升數據中心的環(huán)保程度不僅對于環(huán)境重要，更能帶來(lái)諸多好處。未來(lái)數據量不可能減少，許多企業(yè)都依賴(lài)自家內部的數據中心，因此我們更需確保數據中心所使用的科技系統能夠應付不斷增長(cháng)的數據量。如果企業(yè)能夠實(shí)時(shí)采取行動(dòng)，就能夠及早減緩數據中心對環(huán)境造成的傷害。